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Die
Erfindung betrifft eine mechanische Verbindungs-Vorrichtung zwischen einem ersten und
einem zweiten Organ, wie einem steuernden Organ und einem gesteuerten
Teil.
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Ein
Gasturbinen-Motor umfasst beispielsweise Türen, welche Entlade-Öffnungen
des Nieder-Druck-Kompressors verschließen, um den Betrieb zu steuern.
Die Türen
sind in die Außenwand der
stromabwärtigen
Kanals des Kompressors eingearbeitet/angebracht, und regelmäßig rings
der Motor-Achse verteilt. Man zählt
hiervon beispielsweise zehn. Sie sind im Allgemeinen so befestigt,
dass sie jeweils um eine Achse kippen, welche in einer quer zur
Motor-Achse angeordneten Ebene angeordnet ist. Man steuert das simultane Öffnen der
Türen mittels
eines ringförmigen
Steuer-Organs, welches man mittels einer geeigneten Hubzylindervorrichtung
in Rotation versetzt. Die Rotations-Bewegung dieses Ringes wird
mittels winkelförmiger Übertragungs-Teilen
in eine Axial-Bewegung transformiert. Ein Arm von letzterem ist
mit einem Gabelgelenk verbunden, welches mit der Tür verbunden
ist, welche er mittels einer Stange steuert.
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Wenn
Toleranzen von Montage und Herstellung der Teile in Betracht gezogen
werden, wird eine Vorrichtung zum Steuern der Länge der Stange, welche jede
Tür bedient,
benötigt.
Diese Vorrichtung ermöglicht
es, sicherzustellen, dass die Türen
alle die gleiche Vorgabe- bzw. Soll-Position einnehmen. Insbesondere wenn
man den Steuer-Ring in der Schließ-Position der Türen anordnet,
müssen
letztere alle zweckmäßiger Weise
die Öffnungen
verschließen.
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Unter
Bezug auf die 1, in der Konfiguration gemäß des derzeitigen
Standes der Technik, umfasst eine Stange 1' einen Befestigungs-Ring 30' an einem Ende,
und ein Gabelgelenk 20' am
anderen Ende. Sie/es besteht aus zwei Teilen: der Ring ist mit einem
mit Gewinde versehenen Stängel 31' versehen, welcher mit
einer mit Gewinde versehenen Öffnung 21' in dem Gabelgelenk 20' zusammenwirkt. Zum
Steuern der Länge
der Stange 1' werden
die Teile gegeneinander verdreht, und die Immobilisierung der zwei
Abschnitte zueinander wird mittels einer Mutter 32' sichergestellt,
welche eine Unterlegscheibe 33' blockiert, welche auf dem mit
Gewinde versehenen Stängel 31' gleitet. Die
Mutter 32' ist
ihrerseits mittels eines Metall-Drahtes verriegelt. Die Montage und
das Steuern der Stange sind nicht einfach, da es notwendig ist,
eine der Aufhänge-Vorrichtungen
zu befreien, um die Längen-Justage
zu realisieren. Die Regelungs-Feinheit ist vorbestimmt; sie ist
durch die Längen-Variation
gegeben, welche von der Drehung einer Halb-Umdrehung erzeugt wird.
In diesem Beispiel beträgt
die Regelung 0,45 mm pro Halb-Umdrehung.
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Eine
solche Verbindungs-Stange gemäß des Oberbegriffs
des Anspruch 1, ist aus dem Dokument
US 4 226 550A ebenfalls bekannt.
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Diese
Art von Stange stellt in der Aeronautik dadurch eine Unannehmlichkeit
dar, dass sie aus einem Material realisiert werden muss, welches
zum Tragen eines Gewindes geeignet ist. Man verwendet zu diesem
Zweck einen Stahl. Allerdings weist dieses Metall eine Masse auf,
welche höher
ist als diejenige anderer Metalle, welche in diesem Bereich üblicherweise
verwendet werden, und es ist ferner korrosionsempfindlich Ferner
ist die Stange aus fünf
verschiedenen Teilen zusammengesetzt, was ein Faktor ist, welcher
in Bezug auf Betrieb und Wartung nachteilig ist.
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Die
Anmelderin hat sich die Realisierung einer steifen Verbindungs-Stange
zwischen einem ersten und einem zweiten Organ zum Ziel gesetzt,
welche eine Vorrichtung zum Steuern des Abstandes zwischen den zwei
Organen umfasst, wobei die Stange umfasst: ein Gabelgelenk mit einem
Bolzen, welches/welcher mit einer Befestigungs-Lasche an dem ersten
Organ zusammenwirkt.
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Man
erreicht dieses Ziel mit einer Stange, bei welcher der Bolzen an
dem Gabelgelenk mittels Vorrichtungen, welche Lager bilden, jeweils
im Inneren einer im Gabelgelenk angeordneten Aufnahme, befestigt
ist, wobei die Achse des Gabelgelenks und die Achse der Lager-bildenden
Vorrichtung nicht übereinstimmen,
wobei die Stange eine Anschlag-Vorrichtung umfasst, welche es ermöglicht,
den Bolzen in wenigstens zwei verschiedenen Positionen gegenüber dem
Gabelgelenk zu immobilisieren.
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Die
Stange gemäß der Erfindung
weist den Vorteil auf, den Einsatz von mit Gewinde versehenen Teilen
zu vermeiden. Man kann auf diese Weise ein Metall verwenden, welches
leichter ist als Stahl, beispielsweise eine auf Aluminium basierende
Legierung. Letztere widersteht außerdem viel besser der Korrosion
als der Stahl. Auch die Herstellung der Stange wird hierdurch vereinfacht,
da sie aus einem einzelnen Block gebildet werden kann, wobei die
Regelungs-Vorrichtungen in den Bereich der Montage verschoben werden.
Die Struktur dieser Stange erlaubt gleichermaßen ein Regeln, welches, in
situ, mindestens gleich dem untersuchten ist, ohne dem Regelungs-Techniker die Demontage
der Stange an einer ihrer Enden aufzuerlegen.
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Die
vorliegende Erfindung ist für
eine steife Übertragungs-Stange zwischen einem
Steuer-Ring der Entlade-Türen
des Flusses eines Kompressors beschrieben. Allerdings ist sie für jede Anwendung wertvoll,
welche eine steife Übertragungs-Stange einsetzt,
deren Länge
auf vorbestimmte Positionen eingestellt werden kann.
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Andere
Merkmale und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung
einer Ausführungsform
der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich,
in welchen:
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1 eine
Stange gemäß dem Stand
der Technik in Profil-Ansicht
zeigt,
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2 eine
Stange gemäß der Erfindung
in perspektivischer Ansicht zeigt,
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3 eine
Stange gemäß 2 in
Profil-Ansicht zeigt,
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4 die
Stange im Schnitt entlang der Richtung III-III der 3 zeigt,
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5A den
Bolzen gemäß der Erfindung
im Profil zeigt,
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5B den
Bolzen gemäß der 5A mit Blick
auf die Achse zeigt,
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5C die
Lager-bildende Vorrichtung in Verbindung mit dem Bolzen der 5B mit
Blick auf die Achse zeigt,
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6A und 6B,
in einem anderen Maßstab,
Ausführungs-Varianten zweier
Köpfe zeigen, welche
unterschiedliche Regelungen ermöglichen.
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Die
Stange 1 gemäß der Erfindung
umfasst einen Körper
mit einem Element in Schaft-Form 10, welches zu einer Seite
mittels einer Anfüge-Vorrichtung
in Gabelgelenk-Form 20 verlängert ist, für eine Montage
an einer Befestigungs-Lasche, welche mit einem nicht dargestellten
ersten mechanischen Organ verbunden ist. Es kann sich beispielsweise
um eine Niederdruck-Kompressor-Entlade-Tür in einem Gasturbinen-Motor
handeln. Am anderen Ende ist der Schaft mit einem Ring 30 mit
einem Kugelgelenk 32 zur Montage an einer Befestigungs-Lasche
verbunden, welche mit einem mit dem ersten zu verbindenden zweiten
Organ verbunden ist. Das Kugelgelenk 32 ist zur Aufnahme
eines nicht dargestellten Bolzens zum Fixieren des zweiten Organs
an dieser Befestigungs-Lasche mit einer zylindrischen Öffnung 33 mit
Achse 33A durchbohrt. Es kann sich um den Winkel oder Kasper
handeln, welcher am Steuer-Ring der Entlade-Türen des Kompressors anschließt.
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Wie
in 4 zu sehen ist, besteht das Gabelgelenk 20 aus
zwei Befestigungs-Laschen 22 und 24, welche zueinander
parallel sind, und welche jeweils mit einer kreisförmigen querenden Öffnung 23 und 25 mit
Achsen 23A und 25A versehen sind. Die Achsen 23A, 25A der
zwei Öffnungen 23, 25 sind vermischt/ineinander-übergehend.
Ein Bolzen 40 ist am Gabelgelenk zwischen den zwei Laschen
mittels Lager-bildenden Vorrichtungen 42 und 44 befestigt. Wie
in 5 zu sehen, hat der Bolzen 40 eine
zylindrische Form mit kreisförmigem
Querschnitt und einer Achse 40A. Eine Lager-bildende Vorrichtung 42 ist
hier mit dem Bolzen 40 verbunden, und bildet von ihm einen
integralen Abschnitt. Die zweite Vorrichtung 44 ist auf
dem Bolzen gleitend befestigt. Die erste Vorrichtung 42 umfasst
eine zylindrische Lager-Oberfläche 421 von
kreisförmigem
Querschnitt. Ihre Achse 42A ist parallel zur Achse des
Bolzens 40A. Die zwei Achsen 40A und 42A gehen
nicht ineinander über;
sie sind voneinander um einen vorbestimmten Abstand "e" getrennt. Die erste Vorrichtung 42 umfasst
ferner einen Abschnitt, welcher einen Lager-Kopf 422 bildet.
Dieser Kopf ist gleichermaßen zylindrisch
mit wenigstens einer ebenen Fläche 422A,
welche einen Anschlag bildet. Diese Fläche 422A ist parallel
zur Achse 42A der Lager-Fläche.
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Die
zweite Lager-bildende Vorrichtung 44, welche in 5C zu
sehen ist, besteht aus einem kreisförmigen zylindrischen Abschnitt 441,
zirkular um Achse 44A, welche in die Achse 42A des
Lagers der ersten Vorrichtung 42 übergeht. Der zylinderförmige Abschnitt
ist mit einer Öffnung 443 versehen, welche
auf der Achse des Bolzens 40 zentriert ist. Die zweite
Vorrichtung 44 umfasst gleichermaßen einen Kopf 442,
welcher, wie der erste Kopf, wenigstens eine zur Achse des Bolzens
planparallele Anschlag-Fläche 442A aufweist.
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Die
Außen-Fläche des
Arms 22 des Gabelgelenks 20 umfasst eine Anschlag-Vorrichtung 22B, hier
in Form einer ebenen Fläche.
Ihr Abstand zur Achse 23A der Öffnung 23, welche
in dem Arm 22 eingearbeitet ist, ist leicht größer oder
gleich zu dem Abstand, welcher die Anschlag-Fläche 442A am Kopf 442 von
der Lager-bildenden Vorrichtung 44 trennt.
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In
gleicher Weise umfasst die Außenfläche des
Arms 24 des Gabelgelenks 20 eine Anschlag-Vorrichtung 24B.
Ihr Abstand von der Achse 25A der im Arm 24 eingearbeiteten Öffnung 25 ist leicht
größer als
oder gleich dem Abstand, welcher die Anschlag-Fläche 422A, auf dem
Kopf 422 von der Lager-bildenden Vorrichtung 42 trennt.
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Wie
in 5C zu sehen ist, bildet die zylindrische Lager-Fläche 441,
von oben gesehen, einen Kreis, genau wie der Zylinder des Bolzens.
Das Zentrum des Zylinders 40 ist exzentrisch bezüglich dem Zentrum
des Kreises des Lagers 441. In 4 stößt die Fläche 442A gegen
die Anschlag-Fläche 22B.
In gleicher Weise stößt die Anschlag-Fläche 422A gegen
die Anschlag-Fläche 24B an
der anderen Lasche des Gabelgelenks.
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Die
Köpfe 422 und 442 weisen
in dieser Ausführungsform
eine Fünfeck-Form
auf, und umfassen jeweils fünf
Anschlag-Flächen 422A bis
E und 442A bis E.
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Gemäß der Anordnung
des Bolzens bezüglich
des Gabelgelenks stellt man den Abstand zwischen der Achse 40A des
Bolzens und der Achse 33A des Kugelgelenks ein. In diesem
Ausführungs-Beispiel verfügt man über drei
Regelungs-Längen.
Es genügt,
die Köpfe 442 und 422 in
der angemessenen Position zu platzieren, um das passende Paar von
Anschlag-Flächen 442A–422A, 442B–422B, 442C–422C, 442D–422D, 442E–422E, zu
präsentieren.
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In
dem Beispiel einer Steuerung von Entlade-Türen eines Niederdruck-Kompressors
eines Gasturbinen-Motors wird eine Stange der nachfolgenden Art
verwendet. Die Türen
sind zum Verschließen
der Öffnungen
positioniert. Für
jede der Türen hat
man einen Steuer-Winkel so auf dem Gehäuse platziert, dass er sich
um eine Achse drehen kann, welche eine radiale Richtung aufweist.
Ein Ende des Winkels ist mit dem Steuer- Ring des Türen-Ensembles verbunden. Das
andere Ende ist unter Vermittlung der Stange mit der zugehörigen Tür verbunden.
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Man
beginnt damit, die Stange mit dem Ende, welches den Ring umfasst
zu montieren, und ordnet dann das Gabelgelenk am anderen Ende bezüglich/gegenüber der
Befestigungs-Lasche des zweiten Organs an. Man schiebt den Bolzen 40 quer
zu den Öffnungen 23 und 25 des
Gabelgelenks 20 und dreht ihn um seine Achse, bis die passende
Anschlag-Fläche
seines Kopfes 422 gefunden wird. Der Abstand zwischen den
Achsen 33A und 40A entspricht dem Vorgabe-Abstand
zwischen den zwei zu verbindenden Organen mit einer Präzision,
welche eine Funktion der Exzentrizität "e" ist.
Sobald der Kopf 422 am Platz ist, führt man die zweite Vorrichtung 44 in
die gleiche Position ein.
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Es
wurde ein Bolzen mit einer integrierten Lager-Vorrichtung 42 beschrieben.
Die Erfindung betrifft ferner eine nicht dargestellte Variante,
wobei diese Vorrichtung getrennt ist, wie die zweite Lager-Vorrichtung 44.
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In
dieser ersten Ausführungsform
wurden die Köpfe
in Fünfeck-Form dargestellt,
was drei Regelungs-Positionen des Abstands zwischen den Achsen 33A und 40A erlaubt.
Es versteht sich, dass man andere Positionen zwischen den Exzenter-Zentren oder
andere polygonale Formen wählen
kann; insbesondere können
die Köpfe
für eine
andere Anzahl von Regel-Positionen eine quadratische Form oder auch
eine hexagonale Form aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, die Regel-Präzision leicht
an die Anwendung anzupassen. Man wählt dazu den Bolzen mit einem Kopf,
welcher mit eine geeignete Anzahl von Regel-Positionen aufweist.
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Beispielsweise
weist in 6A der Kopf des Lagers vier
Flächen
auf. Die Achse 60A des Bolzens 60A ist exzentrisch
bezüglich
einer Achse des Lagers 62A. Die Anzahl von Regelungen in
dieser Anordnung ist drei. In dem Beispiel gemäß 6B weist der
Kopf der Lager sechs Flächen
auf. Die Achse des Bolzens 60'A ist exzentrisch bezüglich der
Achse 62'A des
Lagers, die Anzahl von Regelungen ist hier 4.